熱水壺

熱水壺

家居用品
熱水壺又稱熱水瓶也叫保溫瓶,是英格蘭的科學家杜瓦發明的。在真空的隔層裡又塗了一層銀或反射塗料,把熱輻射擋回去。再用一個塞子把瓶口堵住。這樣熱傳導的三個方式都被切斷了,瓶外膽能長時間保持溫度。他就用這種瓶子儲存液态氫。得到廣泛的應用,幾乎每家都有保溫瓶即熱水瓶。[1]
  • 中文名:熱水壺
  • 外文名:kettle/ thermos
  • 别名:保溫瓶、熱水瓶
  • 發明者:杜瓦
  • 發明國:英格蘭

簡介

熱水壺熱水壺又稱熱水瓶也叫保溫瓶,是英格蘭的科學家杜瓦發明的。1900年,他第一次使壓縮氫氣變成液體,即液态氫。這種東西得用瓶子裝起來,可當時并沒有這樣的保溫瓶。他就自己研制。他采用真空的辦法,即做成雙層瓶子,把隔層中的空氣抽掉,切斷傳導。

現代的保溫瓶是英國物理學家詹姆斯·杜瓦爵士于1892年發明的。當時他正在進行一項使氣體液化的研究工作,氣體要在低溫下液化,首先需設計出一種能使氣體與外界溫度隔絕的容器,于是他請玻璃技師伯格為他吹制了一個雙層玻璃容器,兩層内壁塗上水銀,然後抽掉兩層之間的空氣,形成真空。這種真空瓶又叫“杜瓶”,可使盛在裡面的液體不論冷、熱溫度都保持一定時間内不變。

由于在家庭中保溫瓶主要用于熱水保溫,故又稱熱水瓶。保溫瓶的構造并不複雜。中間為雙層玻璃瓶膽,兩層之間抽成真空狀态,并鍍銀或鋁,真空狀态可以避免熱對流,玻璃本身是熱的不良導體,鍍銀的玻璃則可以将容器内部向外輻射的熱能反射回去。反過來,如果瓶内儲存冷液體,這種瓶又可以防止外面的熱能輻射到瓶内。保溫瓶的瓶塞,通常以軟木或塑料制成,這兩種材料也都不易導熱。保溫瓶外殼有竹編、塑料、鐵皮、鋁、不鏽鋼等材料制成,保溫瓶的瓶口有一橡膠墊圈,瓶底有一碗形橡膠墊座,這些都是為了固定玻璃膽用,以防與外殼碰撞。

保溫瓶的保溫、保冷功能最差的地方是瓶頸周圍,熱量多在該處借助傳導方式流通。因此,制造時總是盡可能縮短瓶頸,容量愈大而瓶口越小的保溫瓶,保溫效果愈好,正常情況下,12小時之内可使瓶内的冷飲保持在4。C左右。開水在60℃左右。

保溫瓶與人們的工作、生活關系密切。實驗室裡用它貯存化學藥品,野餐、足球賽時人們用它貯存食物和飲料,接觸式保溫瓶等。但保溫原理不變。

保溫原理

熱的傳遞方式有三種:熱的輻射、熱的對流、熱的傳導。

人在太陽光的照射下,會感到身上熱乎乎的,這是因為太陽的熱射到了我們身上,這叫熱的輻射。

防止熱輻射的最好辦法是把它擋回去,反射熱最好的材料是鏡子。

倒一杯開水放在桌子上,由于杯子裡的水和周圍空氣的流動,使得水溫逐漸變得和周圍環境的溫度一樣了,這是熱的對流。

如果在杯子上加個蓋,就把對流的道路擋住了。可是這杯水依然會變涼,隻是時間長些。這是因為杯子有傳熱的性質,這叫做熱的傳導。

熱水瓶膽用雙層玻璃做成,兩層玻璃都鍍上了銀,好像鏡子一樣,能把熱射線反射回去,這就斷絕了熱輻射的通路。把熱水瓶的兩層玻璃之間抽成真空,就破壞了對流傳導的條件。熱水瓶蓋選用不容易傳熱的軟木塞,隔斷了對流傳熱的通路。完善地把傳熱的三條道路都擋住了,熱就可以長久地保留下來。但熱水瓶的隔熱并不那麼理想,仍然有一部分熱能夠跑出來,因此熱水瓶的保溫時間有一定限度。

熱水瓶的功能是保持瓶内熱水的溫度,斷絕瓶内與瓶外的熱交換,使瓶内的“熱”出不去,瓶外的“冷”進不來。如果在熱水瓶裡放上冰棍兒,外面的“熱”同樣不容易跑到瓶子裡,冰棍也不容易化。所以把熱水瓶叫做保溫瓶是科學的,因為它既能保“熱”,也能保“冷”。家裡用的暖水瓶可以很好的保持熱水的溫度,其原理是什麼呢?熱水變涼是由于熱的對流、熱的傳導和熱的輻射引起的。暖水瓶膽就是針對解決上面三個問題而制成的。瓶口用軟木塞阻止熱與冷空氣的對流;雙層瓶膽之間的空隙抽成真空,解決了熱的傳導;在瓶膽上塗一層薄薄的銀,使它成為反射光線和反射熱的一面鏡子,從而利用銀層把熱輻射擋了回去。這樣,熱就不緻散失,起到了保溫作用。

主要結構

保溫瓶(或保溫杯),它的壁是由雙層玻璃構成,且雙層玻璃中間為真空(真空不導熱,即:通過真空把熱水和外界隔絕,則熱水就不易變冷了,達到了保溫的目的),而且,它的蓋子一般用導熱性較差的(如木塊,空心塑料等)。

保溫瓶由内膽、外殼和附加部件組成。

内膽

由内外兩個玻璃瓶組合而成。兩者在瓶口處連接成一體,兩瓶壁間隙抽成真空以削弱熱對流,玻璃瓶壁表面鍍光亮銀膜反射紅外熱輻射線。瓶内高溫時,内容物的熱能不向外輻射;瓶内低溫時,瓶外熱能不向瓶内輻射,保溫瓶有效地控制了傳導、熱對流和輻射3種傳熱的途徑。

保溫瓶保溫的薄弱處是瓶口。在玻璃内外瓶瓶口連接處有熱量傳導,瓶口通常靠軟木塞或塑膠塞阻擋熱散失。因而保溫瓶容量越大、瓶口越小,則保溫效能越高。瓶壁夾層高度真空的長久保持極為重要。如果夾層中漸漸充氣或損壞封沒的抽氣小尾,破壞夾層真空狀态,保溫瓶膽即喪失保溫效能。

保溫瓶膽除采取玻璃材質制成外,還有采用不鏽鋼或無毒無臭的塑料做成的。金屬瓶膽堅固耐用,不易損壞,但導熱率遠大于玻璃,制成的瓶膽保溫效能稍差。用塑料制成的單層或雙層壁容器,填充泡沫塑料隔熱,輕巧方便,不易破碎,但其保溫效能比真空瓶膽差。

外殼

具有一定的強度,以保護内膽和增加裝飾效果。外殼的材質有鍍錫薄鋼闆、黃銅、合金鋁、不鏽鋼和塑料等,中國還有黑鐵皮、竹篾、竹筒、木、搪瓷等。為使用便利和美觀,外殼可作多種造型變化和作多種裝飾。裝飾方法包括印色、噴漆、噴花、電鍍、噴塑、抛光、刻花、染色等。

附加部件

按出水方式配備不同的部件。普通型保溫瓶适應手持殼柄、傾瓶倒水,需配備瓶塞,如軟木塞、軟橡膠膨脹塞、腔内滾球控水塑料塞、螺紋出水槽旋動塑料塞等。通過虹吸出水的保溫瓶需在瓶膽内配備虹吸管和閥裝置。氣壓出水的保溫瓶稱氣壓式保溫瓶,有兩種結構。常用的是在殼蓋部位裝小型氣鼓,用手或通過機構揿按,使液面受氣壓,通過導管出水;另一種是可在殼體裝上小型電磁振動泵,使液面受氣壓,通過導管出水。盛裝食物的大口保溫瓶為适應使用需求,還有加裝無毒塑料内襯和配置造型吻合的小套盛器等部件。

制造工藝

保溫瓶的核心部件是瓶膽。制造瓶膽需經以下4個步驟:

瓶坯制備

保溫瓶用的玻璃材質屬常用的鈉鈣矽酸鹽玻璃。取均勻無雜質的高溫玻璃液,在金屬模具中分别吹成壁厚為1~2mm的玻璃内瓶坯和外瓶坯(見玻璃制造)。

制膽坯

内瓶置于外瓶之中,瓶口連封成一體,并在外瓶底設置供鍍銀、抽氣操作的導管,這種玻璃構造體稱為瓶膽坯。制玻璃瓶膽坯主要有拉底封口法、縮肩封口法和腰接封口法3種。拉底封口法是将内瓶坯割口,外瓶坯割口割底,内瓶從外瓶底端套入并用石棉塞鑲墊固定,再将外瓶底收圓封閉,接小尾導管,兩瓶口部熔封。縮肩封口法是将内瓶坯割口,外瓶坯割口,内瓶從外瓶上端套入并用石棉塞鑲墊固定,外瓶縮徑收成瓶肩并熔封兩瓶口,接小尾導管。腰接封口法是将内瓶坯割口,外瓶坯割口并把腰部割成兩段,内瓶放入外瓶,将腰部重新熔接,接小尾導管。

鍍銀

将一定數量銀氨絡合物溶液和作為還原劑的醛類溶液通過小尾導管灌入瓶膽坯夾層中,進行銀鏡反應,銀離子被還原沉積在玻璃表面形成一鏡面銀膜薄層。

抽真空

将已鍍銀層的雙層瓶膽坯的尾管與真空系統連接,加熱至300~400℃,促使玻璃釋放出所吸附的各種氣體和殘餘水分。同時用真空泵抽氣,瓶膽夾層空間的真空度達10-3~10-4mmHg時熔封尾管。

衍生産品

熱水袋

冬天是熱水袋大顯身手的時候,但隻用熱水袋作為單純的取暖設備的話,就有點大材小用了。其實,它還有很多意想不到的醫療保健用途。

促進傷口愈合:張阿姨三天前切菜時不小心劃破了手指,因為天冷,傷口一直愈合不好,她就用熱水袋灌上溫水放在手上熱敷,剛開始隻覺得熱乎乎的挺舒服,連續敷了幾天,傷口竟完全愈合了。

究其原因,是因為溫熱可刺激組織再生且有減輕疼痛和加強組織營養的作用,當溫熱作用于體表的創口時,大量漿液性滲出物增多,能協助清除病理産物;熱可使血管擴張,血管通透性增強,有利于組織代謝産物的排出和對營養物質的吸收,抑制炎症的發展,促進其愈合。

緩解疼痛:65歲的汪奶奶,前些天因氣溫下降,膝關節疼痛的老毛病又犯了,她正在為疼痛困惑時,無意中拿熱水袋放在膝蓋上熱敷,疼痛很快就得到了緩解。其實熱敷不光可以緩解關節疼痛,對腰痛、坐骨神經痛、痛經(均屬寒證),将熱水袋放在局部疼痛處,每次20分鐘,每天1~2次,也可明顯緩解疼痛;對扭、挫傷引起的皮下血腫,于受傷24小時後,用熱水袋熱敷,可以促進皮下淤血吸收。

敷背止咳:馬老先生一到冬季稍受風寒,就咳嗽不止。後在醫師指導下,用熱水袋灌滿熱水,外用薄毛巾包好,敷于背部驅寒,能夠很快止住咳嗽。熱敷背部,可使上呼吸道、氣管、肺等部位的血管擴張、血液循環加速,以增強新陳代謝和白細胞的吞噬能力,并有止咳作用。此法對傷風感冒早期出現的咳嗽尤其靈驗。

催眠:小李睡不着覺,醫生告訴他,睡覺時把熱水袋放在後頸部,會感到溫和舒适,先雙手發熱,慢慢腳部也感覺溫暖,就可起到催眠作用,此法還适合治療頸椎病、肩周炎。

此外,在乳腺炎初起時,把熱水袋放在局部疼痛處,每天2次,每次20分鐘,能活血化瘀;靜脈輸液不通暢,用熱水袋熱敷,即可通暢;長期臀部肌肉注射青黴素和針劑,肌肉注射局部易生硬結并伴疼痛紅腫,用熱水袋熱敷患處,能促使藥液吸收,預防或消除硬結塊。

熱寶

熱寶是近來興起的小型家用電器,大小不等,但大多在直徑20公分左右。主要功能是用于身體某一部分取暖用。大多為充電型。優點有攜帶方便,耗電量小,外型美觀等,裡面的成分是醋酸鈉過飽和溶液等,吸熱後緩慢放熱。

保溫檢查

1、檢查瓶膽尾部的奶尖(即抽氣嘴)是否完整無損,如果有斷裂就破壞了瓶膽夾層間的真空,失去了保溫能力。

2、察看瓶膽有無爆裂痕迹。3、看瓶口是否圓。如果瓶口不圓,瓶塞不能密封,會降低保溫能力。

4、檢查石棉墊是否位移或脫落。石棉墊即瓶膽中部的三個圓形黑點,它支撐在内外膽之間,如果位移或脫落,瓶膽就會因不能承受應有的盛水壓力而爆裂。

内膽上銀

熱傳遞的形式之一為熱輻射,銀層對熱輻射有良好的反射,這樣瓶内裝熱水時,有效防止輻射散熱,裝冰水時,有效防止對外界熱輻射的吸收,從而保持了溫度。

除水垢法

①水壺煮山芋除垢在新水壺内,

放半水壺以上的山芋,加滿水,将山芋煮熟,以後再燒水,就不會積水垢了。但要注意水壺煮山芋後,内壁不要擦洗,否則會失去除垢作用。對于已積滿了水垢的舊水壺,用以上方法煮一二次後,不僅原來的水垢會逐漸脫落,并能起到防止再積水垢的作用。

②小蘇打除水垢用結了水垢的鋁制水壺燒水時,放1小匙小蘇打,燒沸幾分鐘,水垢即除。

③煮雞蛋除水垢燒開水的壺,用久了積垢堅硬難除。如用它煮上兩次雞蛋,會收到理想的效果。

④土豆皮除水垢鋁壺或鋁鍋使用一段時間後,會結有薄層水垢。将土豆皮放在裡面,加适量水,燒沸,煮10分鐘左右即可除去。

⑤熱脹冷縮除水垢将空水壺放在爐上燒幹水垢中的水分,燒至壺底有裂紋或燒至壺底有“嘭”響之時,将壺取下,迅速注入涼水,或用抹布包上提手和壺嘴,兩手握住,将燒幹的水壺迅速坐在冷水中(不要讓水注入壺内)。重複2次至3次,壺底水垢會因熱脹冷縮而脫落。

⑥醋除水垢如燒水壺有了水垢,可将幾勻醋放入水中,燒一二個小時,水垢即除。如水垢中的主要成分是硫酸鈣,則可将純堿溶液倒在水壺裡燒煮,可去垢。

⑦口罩防積水垢在燒水壺裡放一隻幹淨的口罩,燒水時,水垢會被口罩吸附。

⑧磁化在壺中放一塊磁鐵,不僅不積垢,煮開的水被磁化,還具有防治便秘、咽喉炎作用。

選購方法

1、耳聽:耳朵貼緊瓶口,聽到瓶中發出嗡嗡聲的說明兩層玻璃真空度好,保溫就好。

2、目看:一看瓶口是否圓潤,不圓潤的易漏氣,保溫不好;二看瓶底抽真空用的收口嘴是否完好,破損的不能要。

怎樣選購氣壓式保溫瓶?

購買氣壓式保溫瓶,除了應該汪意與一般保溫瓶一樣的保溫效果、外殼質量外,還應該注意下列三點:

1、壓可靠。要注意氣壓蓋在按下時不應該偏歪,隻能垂直向下,按下的幅度應該大,如果過小就會影響出水效果。如果用一手抵住出水孔,另一隻手壓住頂蓋,這時應該不産生慢性漏氣。

2、配件可靠。水管以不鏽鋼制的為好,瓶口密閉圈以矽膠制的為好,其它材料或者不堅固,或者不衛生。

3、底部旋轉盤應該能做360度旋轉,而且旋轉時不費力的為好。

使用保養

清洗時,需先把電源切除并待水及瓶内冷卻後,方可将手伸入容器内。清洗本體或塑膠部品時,可用含有清潔劑之抹布絞乾後輕拭沾污處,再用乾淨的濕抹布擦去清潔劑。

内膽部份則可用泡棉制抹布,加入溫水刷洗。切不可加肥皂水及硬毛刷或溶劑等擦。内膽發生變色如乳白色,黑色,紅色等。此為使用水中含有雜質附著而成所緻,可以依下列方式處理:

1、内膽加水至滿水位。

2、加入醋,檸檬酸或新鮮檸檬汁。

3、插入電源将水煮沸騰後,再保溫1-2小時,然後拔掉電源讓内膽冷卻。

4、使用尼龍軟刷把污垢清除,再用清水沖洗乾淨。

5、要去除檸檬的味道隻要再煮沸一次,壓出倒掉即可。

生活常識

1、為什麼往保溫瓶内灌入大半瓶開水後,塞上木塞,木賽會跳出來?

灌大半瓶開水,裡面還有小半瓶空氣,受熱,體積将變大很多,産生很大壓力使瓶塞跳出來。

2、為什麼保溫瓶内開水剩不多時,若瓶塞不漏氣,過一段時間後,瓶塞會很難拔出?

瓶裡水不多的情況下,空氣較多,這些空氣冷卻後,體積将縮小很多,于是裡面的壓強比外面的壓強小,瓶塞就會很難拔出。

3、豆漿不宜裝于熱水壺中。

不要用保溫瓶儲存豆漿。豆漿中的皂甙,能脫保溫瓶裡的水垢,豆漿裝在保溫瓶内,會使瓶裡的細菌在溫度适宜的條件下,将豆漿作為養料而大量繁殖,經過3~4小時就會讓豆漿酸敗變質。

4、儲存白開水超過三天别喝。有關專家提醒大家,白開水超過三天之後就不宜飲用。水儲存過久,就會被細菌感染産生亞硝酸鹽,亞硝酸鹽一旦大量進入人體,能使組織缺氧,出現惡心、嘔吐、頭痛、心慌等症狀,嚴重的還能使人缺氧緻死。亞硝酸鹽在人體内還能形成亞硝胺,促發肝癌、胃癌等。裝在保溫瓶裡的開水變溫後,細菌繁殖更快,還原的亞硝酸鹽更多。

5、氣壓式保溫瓶的第一杯水不宜飲用。

日常飲用的水,都含有一定量的礦物質和一些化學元素,這對人體健康并無多大妨礙。但是,氣壓式保溫瓶在灌水後,由于沉澱作用所形成的“水垢”,對人體是有害的。而氣壓式保溫瓶壓出的第一杯水,常常含水垢較多,不宜飲用。尤其是對患有“甲狀腺機能亢進”、“尿路感染”、“前列腺肥大”以及長期服用激素和卧床不起的病人,易患尿路結石。

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